[發明專利]對帶電粒子設備中的樣品成像的方法

有效

• 申請號: 201410245642.8
• 申請日: 2014-06-05
• 公開（公告）號: CN104241066B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: B.塞達;L.圖馬;P.赫拉文卡;P.斯塔
• 申請（專利權）人: FEI公司
• 主分類號: H01J37/26
• 分類號: H01J37/26
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 張濤,胡莉莉

技術領域

本發明涉及對帶電粒子設備中的樣品成像的方法，所述帶電粒子設備配備有：

·?可抽真空的樣品室，

·?用于沿著電子束軸線產生精細聚焦電子束的電子束柱，所述電子束柱配備有包含靜電浸沒透鏡的物鏡，

·?用于沿著離子束軸線產生精細聚焦離子束的聚焦離子束柱，

·?所述聚焦離子束柱和掃描電子束柱被安裝在樣品室上，以使得電子束軸線和離子束軸線在交點位置處相交，

·?示出配備有用于支承樣品的部件的導電平面的樣品操縱器，所述樣品操縱器能夠在所述平面垂直于電子束軸線所成的第一傾斜角度和所述平面垂直于離子束軸線所成的第二傾斜角度之間傾斜所述平面，

所述方法包括

·?把樣品安裝在樣品操縱器的平面上，

·?利用電子束柱把精細聚焦電子束導向樣品，

·?利用聚焦離子束柱把離子束導向樣品。

這樣的方法例如用于利用充當聚焦離子束(FIB)的離子束柱來機加工樣品或者從工件（諸如半導體晶片）鑿刻樣品，以及用于利用充當掃描電子顯微鏡(SEM)的電子束柱來檢查樣品。

背景技術

已知的專利描述一種具有掃描電子顯微鏡柱的系統，所述SEM柱配備有包含靜電浸沒透鏡和磁透鏡的物鏡。所描述的系統進一步配備有具有靜電非浸沒透鏡的聚焦離子束柱。

對于良好的SEM圖像來說，要求浸沒電場示出繞電子光軸的對稱，因為否則將發生電子束的橫向色像差和若干幾何像差。因此優選地將樣品平臺垂直于電子束軸線定向，因而以類似標準SEM的位置配置來操作設備。

當使用FIB時，離子通常需要幾乎垂直地撞擊在樣品或晶片上，并且因此電子束斜向地撞擊到樣品或晶片。

在任何情況下，離子必須從離子柱物鏡行進到交叉點，并且離子因而必須行進通過浸沒電場。這造成離子束的橫向色像差和若干幾何像差。對于良好的離子定位/成像來說，SEM柱的靜電浸沒場應被關閉。

已知的專利找到一種解決方案，該解決方案在于在SEM柱和FIB柱之間的屏蔽電極，以及關于樣品和離子束柱對最靠近樣品的靜電浸沒透鏡的電極進行偏置和/或對屏蔽進行偏置。

已知的專利的解決方案依賴于當樣品被傾斜時通過關于樣品對最靠近樣品的SEM物鏡的電極進行偏置來恢復繞電子束軸線的靜電浸沒場的旋轉對稱、以及利用屏蔽電極對必須由離子束穿過的那部分場進行定形以允許“針對電子束還有離子束這兩者的良好聚焦和束引導”。

這種已知的解決方案的缺點在于必須在樣品附近的區域中添加屏蔽電極。如本領域的技術人員已知的那樣，該區通常堆放有附件，比如輻射檢測器(二次電子檢測器，后向散射電子檢測器，X-射線檢測器)，一個或更多個氣體注入系統，用于附接樣品的操縱器等。

發明內容

本發明意圖提供一種不添加屏蔽電極的替換的解決方案。

為此，根據本發明的方法的特征在于電子束柱和聚焦離子束柱的每一個示出最靠近交點位置的電極，所述電極連接到公共電位，并且對安裝有樣品的平面關于這些電極進行偏置而達到取決于傾斜角度離子束和電子束在不示出橫向色像差的情況下相交于交點位置這樣的程度，以及對于兩個傾斜位置而言束的交點在同一樣品位置處。

根據本發明，兩個物鏡的電極被連接到公共電位(優選為接地)，而沒有額外的電極附接到兩個物鏡中的一個或者兩個。平臺被連接到電壓源，所述電壓源能夠關于各柱對平臺和安裝在平臺上的樣品進行偏置。其結果是能夠應對下面的問題：

·?能夠補償起因于樣品傾斜和電子柱的靜電透鏡的激勵的束偏移，

·?能夠補償兩個柱的色像差，

當電子束垂直地撞擊到樣品時，電極關于樣品的偏置優選為0。

在優選的實施例中，兩個柱關于彼此成在45度和60度之間的傾斜角度。

具有關于彼此成角度的電子束柱和離子束柱的設備是眾所周知的，示出了例如兩個柱之間為52度的角度。

在另一個實施例中，真空室包含一個或更多個導電部分，所述一個或更多個導電部分配備成被關于樣品和電極偏置。

在進一步的實施例中，可以關于電極和樣品定位所述一個或更多個導電部分中的至少一個。

在另一個實施例中，所述一個或更多個部分包含來自如下的組的部分：氣體注入系統、二次電子檢測器、后向散射電子檢測器、帶電粒子檢測器、X射線檢測器或照相機。